Solution of the inverse problem definition surfaces at electron beam additive manufacturing

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In this work, the inverse problem of surface restoration by the X-ray bremsstrahlung signal is posed in relation to the process of bead surfacing in additive manufacturing, and its solution is given using the iterative restoration method. Numerical implementation is carried out on the example of recovery of three types of symmetrical objects: Gaussian surface, hemisphere, cylinder. The comparison showed a good agreement between the reconstructed surfaces and the given ones.

About the authors

D. N Trushnikov

Perm National Research Polytechnic University

Email: trdimitr@yandex.ru
Perm, Russia

E. L Krotova

Perm National Research Polytechnic University

Email: lenkakrotova@yandex.ru
Perm, Russia

S. S Starikov

Perm National Research Polytechnic University

Email: starikovss@pnppk.ru
Perm, Russia

N. A Musikhin

Perm National Research Polytechnic University

Email: musikhin.nikolay@yandex.ru
Perm, Russia

S. V Varushkin

Perm National Research Polytechnic University

Email: stepan.varushkin@mail.ru
Perm, Russia

E. V Matveev

Perm National Research Polytechnic University

Email: zhenyamatveev@yandex.ru
Perm, Russia

References

  1. Браверман В.Я. Анализ зависимости вторично-эмиссионного тока и рентгеновского излучения от положения луча относительно стыка при электронно-лучевой сварке // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 2, 3. С. 853-857.
  2. Купер Э.А., Логачев П.В., Репков В.В., Селиванов А.Н., Селиванов П.А., Семенов Ю.И., Трибендис А.Г., Федотов М.Г., Чертовских А.С. Автоматизированная система для задания координат шва в установках электронно-лучевой сварки // Автометрия. 2015. Т. 51. № 1. С. 55-61.
  3. Varushkin S.V., Belenkiy V.Y., Trushnikov D.N. Researching signals from workpiece backside during electron beam welding in full penetration mode // Key Engineering Materials. 2017. № 743 KEM. С. 231-235.
  4. Браверман В.Я., Белозерцев В.С., Успенский А.Н. Экспериментальные исследования рентгеновского излучения при электронно-лучевой сварке // Вестник Сибирского аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. 2005. № 2. С. 196-200.
  5. Браверман В.Я. Тормозное рентгеновское излучение при электронно-лучевой сварке и его взаимосвязь с параметрами процесса // Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2008. № 3 (20). С. 117-121.
  6. Трушников Д.Н., Беленький В.Я., Кротова Е.Л., Пермяков Г.Л., Мусихин Н.А., Ольшанская Т.В., Саломатова Е.С., Колева Е.Г. Пат. № 2580266 Российская Федерация, МПК B23K 15/02. Устройство для определения распределения плотности энергии и контроля фокусировки электронного пучка / № 2015100016/02; заявл. 12.01.2015; опубл. 10.04.2016. Бюл. № 10. 13 с.
  7. Терещенко С.А. Методы вычислительной томографии. М.: Физматлит, 2004. 320 с.
  8. Sliva A.P., Kharitonov I., Goncharov A., Dragunov V., Gudenko A., Terentyev E. Investigation of the characterestics of ion saturation current in plasma over the keyhole in the process of electron beam welding //j. Phys.: Conf. Ser. 2021. 2077. 012019.
  9. Trushnikov D.N. Wire position sensor for controlling the process of electron beam layer-by-layer deposition: Modeling and Verification // IEEE. 2020. С. 3134-3142.
  10. Shcherbakov A.V., Gaponova D.A., Rodyakina R.V. Control of Weld Bead Position in Additive Manufacturing Process with Using Backscattered Electrons Collector Signal // Russian Internet Journal of Industrial Engineering. 2020. V. 7.2. P. 3-8.
  11. Wong H., Neary D., Jones E., Fox P., Sutcliffe C. Pilot capability evaluation of a feedback electronic imaging system prototype for in-process monitoring in electron beam additive manufacturing // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2019. Jan. V. 100 (1). P. 707-20.
  12. Трушников Д.Н., Кротов Л.Н., Кротова Е.Л., Мусихин Н.А. Реконструкция формы канала проплавления при электронно-лучевой сварке по параметрам проникающего рентгеновского излучения // Дефектоскопия. 2016. № 10. С. 34-41.
  13. Рыкалин Н.Н., Зуев И.В., Углов А.А. Основы электронно-лучевой обработки материалов. М.: Машиностроение, 1978. 239 с.
  14. Блохина М.А. Рентгеновские лучи / Пер. с нем. и англ. М.: Изд-во иностр. лит., 1960.
  15. Лаптенок В.Д., Мурыгин А.В., Серегин Ю.Н., Браверман В.Я. Управление электронно-лучевой сваркой. Красноярск: Сиб. аэрокосмич. акад., 2000. 234 с. ISBN 5-86433-121-X.
  16. Krotova E.L., Varushkin S.V., Trushnikov D.N. Dependence of Signal from Continuous X-ray Sensor on Values of Technological Parameters in Hybrid Additive Process of Electron Beam Surfacing by Wire // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2022. V. 58. No. 7. P. 574-582.
  17. Кротова Е.Л., Варушкин С.В., Мусихин Н.А., Рожков К.А., Трушников Д.Н. Зависимость сигнала с датчика тормозного рентгеновского излучения от значений технологических параметров в гибридном аддитивном процессе электронно-лучевой проволочной наплавки // Дефектоскопия. 2022. № 7. С. 29-38.
  18. Gordon R., Bender R., Herman G.T. Algebraic reconstruction techniques (ART) for three-dimensional electron microscopy and X-ray photography //j. Theoretical Biology. 1970. V. 29. P. 471-481.
  19. Волков Е.А. Численные методы / Под ред. Викторенковой И.В. 2-е изд., испр. М.: Наука. Гл. ред. Физ-мат. Лит., 1987. 248 с.
  20. Васильев А.А. Критерии селекции моделей прогноза (обзор) // Вестник ТвГУ. 2012. Сер.: Экономика и управление. Вып. 13. С. 133-148.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».